Forskere laver klimamodel for Jordens indre
Tre satellitter har det sidste års tid indsamlet data om Jordens magnetisme. Den enorme mængde data er ifølge forskerne meget detaljeret og kan hjælpe dem med at udvikle modeller til bedre at forstå Jordens magnetfelt.

De tre SWARM-satellitter skal, som en del af ESAs 'Living Planet Programme', i de næste fire år måle Jordens magnetfelt på alle leder og kanter. (Foto: ESA/AOES Medialab)

De tre SWARM-satellitter skal, som en del af ESAs 'Living Planet Programme', i de næste fire år måle Jordens magnetfelt på alle leder og kanter. (Foto: ESA/AOES Medialab)

Hvis du kigger lodret op, kan du ikke se dem, men de er et sted deroppe - tre satellitter i kredsløb om Jorden.

Nye målinger fra den storstilede såkaldte SWARM-mission (se faktaboks) er sendt ned til Jorden og skal nu analyseres af forskere fra blandt andet danske DTU SPACE. Satellitterne, som er udstyret til tænderne med måleudstyr, er på en mission for at indsamle data om Jordens magnetfelt.

SWARM-missionen, som er en idé, der i sin tid blev udarbejdet af DTU SPACE, går ud på at måle magnetismen i, på og omkring Jorden, og målinger fra det sidste års tid er altså nu klar til at blive kigget igennem. Forskerne skal blandt andet undersøge nogle af årsagerne til, hvorfor Jordens magnetfelt opfører sig, som det gør.

»Vores magnetfelt bliver dannet 3.000 kilometer dybt nede i Jordens kerne, hvor smeltet jern flyder rundt med en hastighed på 20-30 kilometer om året. Det, vi med hjælp fra SWARM-satellitterne skal se på nu, er, hvordan strømningshastigheden af den flydende kerne forandrer sig hele tiden, og hvordan den vil udvikle sig i fremtiden. Man kan sige, at vi skaber en klimamodel for Jordens indre,« siger professor Nils Olsen, som forsker i geomagnetisme og er tilknyttet National Space Institute ved Danmarks Tekniske Universitet.

Klimamodellen skal blandt andet bruges til at kigge nærmere på Jordens aftagende magnetfelt.

Feltet bliver svagere og svagere, og oven i det er der en magnetisk Nordpol, der bevæger sig rundt. Nils Olsen mener, at det kunne tyde på, at der kunne være en stor ændring af vores magnetfelt på vej. Det kommer vi tilbage til senere.

Magnetismen skal udnyttes optimalt og præcist

På Niels Bohr Institutet sidder der også forskere, der er meget spændte på at se, hvilke resultater der kommer ud af analysen af data fra SWARM-satellitterne. Opgaven med at indsamle data om Jordens magnetfelt har satellitterne overtaget fra den gamle Ørsted-satellit (se faktaboks).

»Det er fantastisk, at det her endelig er lykkedes. Danmark rykker virkelig på det her aktuelle område. Man har indtil nu ikke rigtig haft en idé om, hvor hurtigt magnetfelterne ændrer sig. Ørsted-satellitten kunne godt måle, at felterne ændrede sig, men nu er det muligt at få meget bedre 'samtidig data', hvilket gør det muligt at forstå, hvad der egentlig sker dybt nede i Jordens kerne, hvor feltet genereres. Det er blandt andet det, vi kan bruge den her data til,« siger lektor i astrofysik og planetforskning Morten Bo Madsen fra Niels Bohr Institutet.

Fakta

Ørsted-satellitten blev i et samarbejde mellem DTU og NASA opsendt i februar 1999.

- Satelittens opgave er, dengang som nu, at måle Jordens magnetiske signaler og dermed bidrage med data til at udregne modeller over Jordens magnetfelt.

- Det er denne opgave, der med 10 gange mere nøjagtighed, nu bliver overtaget af SWARM-missionen.

- Ørsted-satellitten har på nuværende tidspunkt fuldendt 57.835 fulde omløb i kredsløb om Jorden i løbet af de sidste 16 år.

Kilde: DTU SPACE

Helt konkret skal målingerne fra SWARM-satellitterne bruges til at udregne nye modeller for, hvordan vi her på Jorden kan udnytte magnetismen optimalt og meget mere præcist

Modellerne bliver opdateret hvert femte år, og da vi ifølge Nils Olsen netop nu er »gået ind i en ny fem-års periode, nemlig 2015-2020,« så vil det seneste års målinger fra SWARM blive brugt til denne model.

Udstyret skal være i orden

Disse målingerne er meget præcise, da det er tre satellitter, der flyver i formation i stedet for én enkelt satellit som Ørsted, der flyver i kredsløb om Jorden. Når man snakker målinger af Jordens magnetisme, så er formationsflyvning af flere satellitter ifølge Nils Olsen rigtig effektiv.

»Der flyver tre satellitter rundt i formation, da man så bedre kan adskille ændringer i tid og sted fra hinanden ved hjælp af differencemålinger mellem satellitterne - det er noget helt nyt. Vi kan nu se en meget finere struktur og få data ned 10 gange så hurtigt. Det er rigtig godt for fremtiden,« siger Nils Olsen.

Ud over at der nu er tre satellitter i kredsløb om Jorden, i stedet for en enkelt så spiller mængden og kvaliteten af måleudstyret ombord på satellitterne også en stor rolle.

Ombord på SWARM-satellitterne er der en del forskellige instrumenter - mange af dem danske. Nogle af instrumenterne ombord er for eksempel:

  • Absolut Scalar Magnetometer (ASM): Bliver brugt til at måle intensiteten af Jordens magnetfelt.
     
  • Vector Field Magnetometer (VFM): Bliver brugt til at måle retningen og styrken af Jordens magnetfelt.
     
  • StarTRacker (STR): Bliver brugt til at få den rette højde, der skal til for at omdanne vektormålingerne til et kendt koordinatsystem.

LÆS OGSÅ: Danskudviklede satellitter afslører: Jordens magnetfelt ændrer sig

SWARM hjælper både forskere og industri

Den ændring, der er ved at finde sted i Jordens magnetfelt, kaldes også en 'polvending'. En polvending er, hvor Nord- og Sydpolen simpelthen bytter plads - den nuværende magnetiske Nordpol flytter ned på Sydpolen og omvendt.

Fakta

SWARM-missionen er en del af det såkaldte 'The Living Planet Programme', der blev søsat i sin tid af ESA (Det europæiske rumagentur).

SWARM-satellitternes primære mål, i de næste fire år, er at opfange magnetiske signaler, der udsendes fra Jordens:
1) kerne,
2) kappe,
3) skorpe,
4) oceaner,
5) og atmosfære.

Det er for Nils Olsen et rigtig interessant emne, selvom han dog mener, at man skal tage selve polvendingen med en gran salt.

»Polvendinger sker typisk hvert 250.000 år, og nu er det 780.000 år siden, at vi havde en sidst. Men det er altså noget, der sker over en periode på flere tusinde år, så vi opdager det alligevel nok først, når det er sket. Vi ved ikke, hvornår det sker - men vi er sikre på, at det vil ske,« siger Nils Olsen.

Resultaterne fra SWARM-data kan dog også bruges til at blive klogere på nogle lidt mere jordnære emner - såsom olieboringer. I olieindustrien borer de for eksempel typisk 1 kilometer ned og så 10 kilometer horisontalt, hvor det så begynder at blive »besværligt at bore i 'blinde'« lyder det fra Nils Olsen.

»Den eneste mulighed, olieselskaber har for at styre boret 'i blinde' under jorden, er ved hjælp af magnetfeltet. Derfor har selskaberne brug for en nøjagtig model af et givent sted og tidspunkt af Jordens magnetfelt, for at finde ud af i hvilken retning, de skal bore. Det vil i sidste ende spare både tid og begrænse olieudslip,« siger Nils Olsen.

DTU Space: Næste model bliver færdig til sommer

På DTU SPACE koncentrerer Nils Olsen sig nu om at knuse data. Han har netop udregnet en ny model af Jordens magnetfelt ved hjælpe af data fra SWARM-satellitterne - til brug og glæde for alle. Men arbejdet med at grave sig igennem SWARM-data er ikke slut endnu.

»Selvom resultaterne 'bare' er grundforskning, så er der ingen tvivl om, at det er nogle brugbare resultater. Nu har vi lige publiceret den første model af Jordens magnetfelt, men vi bliver ved med at forbedre og forbedre modellen, så vi er allerede igang med den næste model. Vi regner med, at den bliver færdig engang til sommer,« lyder det fra Nils Olsen.

Nu hvor SWARM-projektet kører på fuld tryk, er det ifølge Morten Bo Madsen vigtigt, at man nu også holder projektet kørende ved at fokusere på andet, end hvad satellitterne kan bidrage med af data.

»Det er rigtig vigtigt, at vi nu begynder at kigge på fremtidige bevillinger til det her projekt, ellers kan vi ende i samme situation som med Ørsted-satellitten, hvor det viste sig, at man havde svært ved at finde bevillinger til fortolkning af data, efter at man havde investeret store midler i opbygning og opsendelse. Det er vigtigt arbejde, der ligger forude,« siger Morten Bo Madsen.

»Det var vores idé«

På DTU SPACE i Lyngby er forskerne meget stolte over missionen og de resultater, den har bidraget med indtil videre, da hele projektet i sin tid startede med en idé fra deres institut.

»Den grundlæggende idé om at sende satellitterne derop var vores idé. Det er første gang, at ESA har søsat et projekt, der er kommet fra Danmark - jeg var helt i panik, da de ville høre nærmere om SWARM. Vi var specielt overraskede over, hvor stor en rolle ESA endte med at give SWARM i udforskningen af Jorden.«

»Jeg tror, at de ville vise andre lande, at har man en god idé, så kan man komme langt,« siger professor Nils Olsen fra National Space Institute ved Danmarks Tekniske Universitet. Han forsker selv i geomagnetisme.

Den gode idé skulle vise sig at give pote. Satellitterne, som overtog deres opgaver fra den gamle danske Ørsted-satellit, begyndte at sende uhyre detaljerede data hjem - i en mængde som ville have taget deres forgænger 10 gange så lang tid.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.

Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om, hvorfor denne 'sort hul'-illusion narrer din hjerne.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med over en halv million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk


Det sker